多層配線基板、電気光学装置、電子機器、多層配線基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、および電子機器の製造方法
【課題】 アスペクト比の大きい支柱を形成する場合であっても、歩留まりよく製造可能で、大量生産に適した多層配線基板、及びその製造方法等を提供する。
【解決手段】
基板上に形成された第１の導電層３０２と、第１の導電層３０２上に形成された絶縁膜３０８と、絶縁膜３０８上に形成された第２の導電層３１０と、絶縁膜３０８の膜厚方向に埋設され、第１の導電層３０２と第２の導電層３０２とを導通する柱状体３０４と、を有し、柱状体３０４と第１の導電層３０２との接続部分において柱状体３０４の少なくとも一部と第１の導電層３０２との少なくとも一部とを覆う補強材３０６が形成されていることを特徴とする多層配線基板により、上記課題を解決する。
【解決手段】
基板上に形成された第１の導電層３０２と、第１の導電層３０２上に形成された絶縁膜３０８と、絶縁膜３０８上に形成された第２の導電層３１０と、絶縁膜３０８の膜厚方向に埋設され、第１の導電層３０２と第２の導電層３０２とを導通する柱状体３０４と、を有し、柱状体３０４と第１の導電層３０２との接続部分において柱状体３０４の少なくとも一部と第１の導電層３０２との少なくとも一部とを覆う補強材３０６が形成されていることを特徴とする多層配線基板により、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線又は半導体装置等の配線間の電気的接続を図るためのコンタクト構造を形成する技術として、例えば特許文献１に記載の方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、金属層上に金属メッキによりメッキ支柱を形成した後、この金属層及びメッキ支柱上にポリマーをコーティングすることによりコンタクト構造を得る方法が開示されている。また、別な態様として、金属層上にフォトレジストにより支柱を形成した後、この金属層及び支柱上にポリマーをコーティングし、その後、フォトレジストを除去して形成された穴に金属材料を充填することによりコンタクト構造を得る方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１７９１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献記載の方法では、アスペクト比の大きい支柱を用いた場合、スピンコート等の高速条件でポリマーをコーティングすると支柱が倒れてしまい、製品の歩留まりが落ちるといった虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、アスペクト比の大きい支柱を形成する場合であっても、歩留まりよく製造可能で、大量生産に適したコンタクト構造、微細構造体の製造方法、及びコンタクト構造の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、第１の導電層と、前記第１の導電層上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された第２の導電層と、前記絶縁膜の膜厚方向に埋設され、前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する柱状体とを備えたコンタクト構造であって、前記柱状体の根元付近に補強材が付着されてなるコンタクト構造を提供するものである。
【０００７】
これによれば、柱状体の根元付近に補強材を付着し、柱状体を補強しているので、コンタクト構造の製造時においても、スピンコート等の高速条件で膜形成材料を堆積させる場合に、柱状体が傾くことを回避することが可能となる。よって、第１の導電層と第２の導電層との電気的接続をより確実になし得るコンタクト構造を提供し得る。
【０００８】
前記補強材は、前記柱状体と前記第１の導電層との接続部周辺に付着することにより、前記柱状体と前記第１の導電層とを固定するものであってもよい。また、前記第１の導電層が基材上又は基材内に設けられている場合には、前記補強材が、前記基材上の前記柱状体と前記第１の導電層との接続部周辺を含む領域に付着することにより、前記柱状体と前記基材とを固定化するものであってもよい。これにより、第１の導電層と第２の導電層との電気的接続を一層確実にすることが可能となる。
【０００９】
前記補強材は、絶縁材料から構成されていても、導電材料から構成されていてもよい。なお、導電層と柱状体との接続部では、エレクトロマイグレーションによる配線断面積（柱状体の断面積）の減少を伴う発熱・断線が生じ易い。しかし、補強材が導電材料から構成されている場合には、このような発熱・断線を低減し得る。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、微細な柱状体が膜厚方向に埋設された層を備えた微細構造体の製造方法であって、基材上に前記柱状体を形成する工程と、前記柱状体の根元付近に補強材を付着させ、当該柱状体を固定化する工程と、前記柱状体が固定化された基材上に、膜形成材料を堆積させる工程と、を含む微細構造体の製造方法を提供するものである。
【００１１】
これによれば、柱状体の根元付近を補強材により固定化するので、スピンコート等の高速条件で膜形成材料を堆積させる場合に、柱状体が倒れることによる不良品の発生を低減し得る。よって、歩留まりよく微細構造体を大量生産可能となる。このような微細構造体としては、例えば、配線層間の電気的接続を図るためのコンタクト構造を有する半導体装置や多層配線等が挙げられる。
【００１２】
また、補強材を付着する領域は、特に限定するものではなく、補強材が付着される領域は複数の柱状体に跨って広がっていてもよい。また、補強材は（絶縁膜の厚さ方向に）絶縁膜よりも厚く形成されていてもよい。一例を挙げると、例えば、補強材が付着される領域の底面の径が柱状体の径の約３倍以上、好ましくは、３〜６倍であり、また、高さが柱状体の径の約３倍以上、好ましくは３〜６倍である。補強材を付着する領域の大きさが上記下限値以上であると、柱状体をより安定化し得る傾向にある。また、補強材を付着する領域の大きさを上記好ましい範囲とすることで、さらに補強材の量を必要以上に使うことなく、柱状体の安定化を図ることが可能となる。また、補強材は、断面略三角形状、略半円状、略四角形状のいずれの形状になるように付着してもよい。
【００１３】
補強材は、例えば、液滴吐出装置（いわゆるインクジェット装置）により付着することが可能である。これによれば、適切な位置に補強材を付着することが可能となるので、材料の無駄を回避することが可能となる。
【００１４】
本発明の他の態様は、第１の導電層上に微細な柱状体を形成する第１工程と、前記柱状体の根元付近に外方から補強材を付着させ、当該柱状体を固定化する第２工程と、前記柱状体が固定化された第１の導電層上に、当該柱状体の先端部が露出するように絶縁膜を形成する第３工程と、を含むコンタクト構造の製造方法である。
【００１５】
これによれば、柱状体を補強材により固定化するので、柱状体を含む基材上に絶縁膜を形成する場合であっても、柱状体が倒れることによる不良品の発生を低減し得る。また、柱状体の固定化を外方からの補強材の付着により行うので、簡便な工程で固定化し得る。よって、歩留まりよくコンタクト構造を備えた製品を大量生産し得る。
【００１６】
前記柱状体が、導電材料から構成され、前記第３工程の後に、前記柱状体の先端部と接するように第２の導電層を形成する第４工程を含むことが好ましい。これによれば、柱状体を導電材料により形成することで、柱状体に接するように第２の導電層を形成することにより、直接コンタクト構造を形成することができるので、簡便な工程でコンタクト構造を形成し得る。
【００１７】
前記補強材が、前記絶縁材料から構成されることが好ましい。これによれば、補強材を絶縁膜の一部とすることができ、柱状体自体の大きさを変えずに補強し得るので、配線の高密度化が可能となる。
【００１８】
前記補強材が、導電材料から構成されることが好ましい。これによれば、補強材と柱状体が一体化され、柱状体の第１導電層との接触領域が広がるため、電気的接続をより確実にし得るとともに、アライメント精度を緩和することが可能となる。
【００１９】
前記柱状体を形成する工程の後に、前記柱状体の少なくとも根元付近に親液処理を施す第５工程を含むことが好ましい。これによれば、柱状体の根元付近により確実に導電材料を付着させることが可能となる。
【００２０】
前記第５工程が、前記柱状体の少なくとも根元付近に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：Self Assembled Mono Layer）を形成する工程であることが好ましい。これによれば、柱状体に容易に親液処理を施すことが可能となる。
【００２１】
また、親液処理は、例えばＵＶ照射等のレーザ照射により柱状体の表面を粗面化することにより行ってもよい。
【００２２】
前記第３工程の後に、前記柱状体を除去し、形成された空間に導電材料を充填する第６工程と、前記導電材料をパターニングする第７工程と、前記導電材料と接するように第２の導電層を形成する第８工程と、を含むことが好ましい。
【００２３】
これによれば、コンタクトホールを形成するための型としての柱状体とコンタクトホールに充填する材料（コンタクトプラグを形成する材料）を別個に形成するため、柱状体を形成する材料の選択の幅が広がる。また、コンタクトプラグを構成する導電材料及び製造方法も、柱状体を形成し易い材料及び製法に限定されず、電気的接続に適した材料及び製法を利用することが可能となるので、一層の高性能化を図ることが可能となる。
【００２４】
前記柱状体が前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料から構成されており、前記柱状体がエッチングにより除去されることが好ましい。これにより、容易にコンタクトホールを形成することが可能となる。
【００２５】
前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料が、フォトレジストであることが好ましい。これにより、容易にコンタクトホールを形成することが可能となる。
【００２６】
前記補強材が、フォトレジストから構成されることが好ましい。これにより、柱状体の除去時に同時に補強材を除去することができる。また、根元付近が大きなコンタクトプラグが形成されるので、第１の導電層との接続をより確実にすることが可能となるとともに、アライメント精度を緩和し得る。
【００２７】
前記補強材が、前記絶縁材料から構成されることが好ましい。これによれば、補強材を絶縁膜の一部とすることができ、柱状体自体の大きさを変えずに補強し得るので、配線の高密度化が可能となる。
【００２８】
本発明の他の態様は、上記コンタクト構造の製造方法を使用して製造されるコンタクト構造を備える半導体装置である。これによれば、上記コンタクト構造の製造方法を利用し得るので、安価に上記コンタクト構造を有する半導体装置を提供し得る。
【００２９】
本発明の他の態様は、上記コンタクト構造の製造方法を使用して製造されるコンタクト構造を備える多層配線である。これによれば、上記コンタクト構造の製造方法を利用し得るので、安価に上記コンタクト構造を有する多層配線を提供し得る。
【００３０】
本発明の他の態様は、上記半導体装置及び／又は多層配線を備える電子機器である。これによれば、安価に上記半導体装置及び／又は多層配線を備える電子機器を提供し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
本発明は、微細な柱状体が膜厚方向に埋設された層を備えた微細構造体の製造方法であって、基材に柱状体を形成し、この柱状体を有機材料（例：樹脂）又は無機材料（例：酸化シリコン）から構成される層に埋設する際に、柱状体の根元付近を補強材により固定化する工程を含む。したがって、スピンコート等の高速条件で膜形成材料を堆積させる場合に、柱状体が倒れることによる不良品の発生を低減することができ、歩留まりよく微細構造体を大量生産可能となる。
【００３３】
このような微細構造体としては、特に限定するものではないが、例えば、配線層間の電気的接続を図るためのコンタクト構造を有する半導体装置や多層配線等が挙げられる。
【００３４】
補強材の付着方法は、所望の位置に補強材を付与し得る限り特に限定するものではないが、例えば、液滴吐出装置（いわゆるインクジェット装置）により付着することが可能である。これによれば、適切な位置に補強材を付着することが可能となるので、材料の無駄を回避することが可能となる。
【００３５】
図１は、本発明に用いられるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドともいう）１００の構成の一例を示す図である。インクジェットヘッド１００は、液滴吐出方式（いわゆるインクジェット方式）により、補強材を含む液体材料１０から構成される液滴１２を、ノズル１１０から基板２００に向けて吐出させるものである。
【００３６】
インクジェットヘッド１００の本体１１２には、リザーバ１０８及びリザーバ１０８から分岐された複数の加圧室１０６が形成されている。リザーバ１０８は、各加圧室１０６に液体材料１０を供給するための流路になっている。また、ヘッド本体１１２の底面には、吐出面を構成するノズルプレートが装着され、ノズルプレートには液体材料１０を吐出する複数のノズル１１０が各加圧室１０６に対応して開口されている。ピエゾ素子１０４は、水晶等の圧電材料を一対の電極（図示略）で挟持したものであり、その一対の電極は、駆動回路１０２に接続されている。
【００３７】
ここで、駆動回路１０２からピエゾ素子１０４に電圧を印加すると、ピエゾ素子１０４が膨張変形又は収縮変形する。ピエゾ素子１０４が収縮変形すると、加圧室１０６の圧力が低下してリザーバ１０８から加圧室１０６に液体材料１０が流入する一方、ピエゾ素子１０４が膨張変形すると、加圧室１０６の圧力が増加してノズル１１０から液体材料１０が吐出される。
【００３８】
なお、本例では、インクジェットヘッド１００の駆動方式としてピエゾ素子１０４を用いる場合について説明したが、これに限らず、静電駆動方式、サーマルインクジェット方式等を用いてもよい。
【００３９】
また、補強材を付着する領域の大きさは、特に限定するものではなく、絶縁膜形成時において柱状体を支え得るよう固定し得る大きさであればよい。したがって、補強材を付着する領域の大きさは、柱状体のアスペクト比、絶縁膜の形成条件、柱状体と補強材との密着性、基板と補強材との密着性等によって適宜変更される。参考までに一例を挙げると、例えば、補強材が付着される領域の底面の径が柱状体の径の約３倍以上、好ましくは、３〜６であり、また、高さが柱状体の径の約３倍以上、好ましくは３〜６倍である。補強材を付着する領域の大きさが上記下限値以上であると、柱状体をより安定化し得る傾向にある。また、補強材を付着する領域の大きさを上記好ましい範囲とすることで、さらに補強材の量を必要以上に使うことなく、柱状体の安定化を図ることが可能となる。
【００４０】
また、補強材の付着断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば略三角形状、略半円状、略四角形状のいずれの形状になるように付着してもよい。また、複数の柱状体が近接する場合には、隣接する柱状体の補強材は連なって形成されていてもよい。図２に、補強材の付着断面形状の一例を示す。図２中、符号３０４は柱状体であり、３０６は補強材である。
【００４１】
以下、本発明について、このようなインクジェットヘッド１００を用いて、コンタクト構造を形成する方法を例に採り説明する。
【００４２】
（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態に係るコンタクト構造の製造方法を説明するための図である。
図３（ａ）に示すように、基材としての基板３００（例：Ｓｉ基板）に形成された例えばタングステン等からなる第１の導電層３０２上に、導電材料からなる微細な柱状体３０４ａを形成する。
【００４３】
具体的には、第１の導電層３０２上に、図示しないメッキシード層（例：銅薄膜）をスパッタリング又は蒸着等により形成し、その上にフォトレジスト層を形成する。その後、柱状体を形成する所望の位置に凹部が形成されるよう露光・現像を行うことによりレジストパターンを形成する。凹部内に露出したメッキシード層上に例えば硫酸銅溶液等を用いてメッキし、Ｃｕを堆積することで柱状体３０４ａが得られる。
【００４４】
なお、柱状体３０４ａの形成方法は、これに限らず、例えば、予めスパッタリング又は蒸着等により金属等の導電材料からなる層を形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングし、エッチングすることにより柱状体３０４ａを形成してもよい。また、スクリーン印刷等を利用して金属（例：Ａｕ）等の導電ペーストを印刷し、焼成することにより柱状体３０４ａを形成してもよい。
【００４５】
図３（ｂ）に示すように、柱状体３０４ａの根元付近に上述のインクジェットヘッド１００を用いて補強材３０６を付着させ、柱状体３０４ａを固定化させる。
【００４６】
補強材３０６は、柱状体３０４ａの根元付近、特に柱状体３０４ａと第１の導電層３０２との接合部の周囲を固定化し得るように供与する。
【００４７】
補強材３０６としては、例えば、絶縁材料、特に、後の工程で柱状体３０４ａの周囲に堆積される絶縁膜３０８と同種の材料を用いてもよい。これによれば、補強材３０６を絶縁膜３０８の一部とすることができ、柱状体自体の大きさを変えずに補強し得るので、配線の高密度化が可能となる。また、導電材料、特に柱状体３０４ａを構成する導電材料と同種の材料を用いてもよい。これによれば、柱状体３０４ａと第１導電層との接触領域が広がるため、電気的接続をより確実にし得るとともに、柱状体３０４ａと第１導電層とのアライメント精度を緩和することが可能となる。
【００４８】
また、補強材３０６を分散又は溶解させる液体としては、特に限定するものではなく、水、アルコール等の有機溶媒等のいかなる液体であってもよい。具体的には、分散質又は溶質としての補強材３０６の種類、乾燥条件、塗布方法等によって適宜選択される。例えば、補強材３０６として低温焼成ポリシラザンを用いる場合には、液体としてキシレンもしくはジブチルエーテルを用いることができる。
【００４９】
補強材３０６を含む液滴を所望の位置に付着させた後、液滴を乾燥させ、柱状体３０４ａを固定化する。この際、必要に応じて焼成を行ってもよい。一例を挙げると、補強材３０６として低温焼成ポリシラザンを用いた場合、例えば３００〜４５０℃で３０〜１２０分間焼成させる。
【００５０】
図３（ｃ）に示すように、柱状体３０４ａの先端部が露出するように、基板３００上に絶縁膜３０８を形成する。
【００５１】
具体的には、絶縁性のポリマー材料又は酸化シリコン等の絶縁材料（膜形成材料）をスピンコート等により柱状体３０４ａを含む基板３００の略全面に堆積させ、その後、エッチングバック又は化学機械研磨等により柱状体３０４ａの先端部が露出するように絶縁膜３０８を除去する。
【００５２】
図３（ｄ）に示すように、柱状体３０４ａの先端部に接するように第２の導電層３１０を形成する。第２の導電層３１０は、第１の導電層３０２と同様に形成し得る。
【００５３】
第１の実施形態によれば、柱状体３０４ａを補強材３０６により固定化するので、柱状体３０４ａを含む基板３００上に絶縁膜３０８を形成する場合であっても、柱状体３０４ａが倒れることによる不良品の発生を低減し得る。また、柱状体３０４ａの固定化を外方からの補強材３０６の付着により行うので、簡便な工程で固定化を行える。よって、歩留まりよくしかも簡便な工程でコンタクト構造を備えた製品を生産し得るので、大量生産にも好適である。
【００５４】
（変形例）
液体材料（補強材３０６）の付着性をさらに向上させるため、柱状体３０４ａに親液処理を施してもよい。
【００５５】
以下、図４を参照しながら具体的に説明する。図４は、柱状体に親液処理を施す工程を説明するための図である。
【００５６】
上記図３（ａ）に示す工程の後に、図４（ａ）に示すように、柱状体３０４ａ及び第１の導電層３０２を含む基板３００上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：Self Assembled Mono Layer）４００を形成する。
【００５７】
具体的には、例えば、Ａｕ等の導電材料から構成される柱状体３０４ａを含む基板３００を、チオール類（例：オクタチオール又はオクタデカンチオール等）等のＳＡＭ４００を構成し得る材料を含む溶液中に浸漬させる。この際、溶液の濃度及び浸漬時間は特に限定するものではなく、形成したいＳＡＭ４００の密度等に応じて適宜選択される。その後、乾燥させることにより、柱状体３０４ａを含む基板３００上にＳＡＭ４００を形成し得る。
【００５８】
次に、図４（ｂ）に示すように、指向性の高いＵＶ光を基板３００と垂直に照射する。これにより、柱状体３０４ａの側面を除き、ＳＡＭ４００を選択的に除去し得る。
【００５９】
その後、上記図３（ｂ）以降に示す工程と同様の工程により、コンタクト構造を得ることが可能となる。
【００６０】
このように、ＳＡＭ４００を形成することで、補強材３０６をより選択的かつ強固に柱状体３０４ａに付着させることが可能となる。
【００６１】
なお、本変形例では、ＳＡＭ膜を形成することで、柱状体３０４ａの親液性を高めたが、親液処理は、これに限定されず、例えばＵＶ照射等のレーザ照射により柱状体の表面を粗面化することにより行ってもよい。
【００６２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、柱状体３０４ａをコンタクトプラグとなる導電材料で構成した場合について説明した。これに対し、第２の実施形態では、柱状体３０４ａとしてフォトレジスト等の除去可能な材料で構成する場合について説明する。
【００６３】
図５は、第２の実施形態に係るコンタクト構造の製造方法を説明するための図である。
図５（ａ）に示すように、基板３００に形成された第１の導電層３０２上に、後に形成する絶縁膜３０８とエッチングレートの異なる材料から構成される柱状体３０４ｂを形成する。
【００６４】
絶縁膜３０８とエッチングレートの異なる材料としては、特に限定するものではなく、例えばフォトレジストが用いられる。以下、絶縁膜３０８とエッチングレートの異なる材料として、フォトレジストを用いた場合を例に採り説明する。
【００６５】
まず、第１の導電層３０２を含む基板３００の略全面にフォトレジストを形成し、露光・現像することで、所望の位置にフォトレジストからなる柱状体３０４ｂを形成する。
【００６６】
次に、図５（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１００を用いて、柱状体３０４ｂの根元付近に補強材３０６を付着させ、柱状体３０４を固定化する。
【００６７】
ここで、補強材３０６としては、柱状体３０４ｂを構成した材料と同じ材料（ここでは、フォトレジスト）から構成されることが好ましい。これにより、後の工程で柱状体３０４ｂを除去する際に同時に補強材３０６を除去することができる。また、これにより、根元付近が大きなコンタクトプラグが形成されるので、第１の導電層３０２との接続をより確実にすることが可能となるとともに、アライメント精度を緩和し得る。また、補強材３０６は、上記に限らず、例えば、絶縁材料、特に絶縁膜３０８と同種の材料から構成されていてもよい。これによれば、補強材３０６を絶縁膜３０８の一部とすることができ、柱状体自体の大きさを変えずに補強し得るので、配線の高密度化が可能となる。
【００６８】
図５（ｃ）に示すように、柱状体３０４ｂの先端部が露出するように、基板３００上に絶縁膜３０８を形成する。
【００６９】
具体的には、絶縁性のポリマー材料又は酸化シリコン等の絶縁材料（膜形成材料）をスピンコート等により柱状体３０４ｂを含む基板３００の略全面に堆積させ、その後、エッチングバック又は化学機械研磨等により柱状体３０４ｂの先端部が露出するように絶縁膜３０８を除去する。なお、絶縁材料は、柱状体３０４ｂを構成する材料とのエッチングレートが大きいもの（例えば、エッチングレートが１００〜１０００倍）を使用する。
【００７０】
図５（ｄ）に示すように、柱状体３０４ｂを例えばドライエッチング法等により除去する。これにより、コンタクトホール（空間）３２０が形成される。
【００７１】
その後、図５（ｅ）に示すように、コンタクトホール３２０を含む基板３００の略全面に、Ｃｕ、Ａｕ、Ｗ等の導電材料を堆積し、パターニングすることにより、コンタクトプラグ３２２及び第２の導電層３２４を得ることができる。
【００７２】
第２の実施形態によれば、コンタクトホール３２０を形成するための型として柱状体３０４ｂを利用しており、コンタクトプラグ３２２を形成する材料とは別個にしているため、柱状体３０４ｂを形成する材料の選択の幅が広がる。また、コンタクトプラグ３２２を構成する導電材料及び製造方法も、柱状体を形成し易い材料及び製法に限定されず、電気的接続に適した材料及び製法を利用することが可能となるので、一層の高性能化を図ることが可能となる。
【００７３】
なお、上記例では、柱状体３０４ｂとしてフォトレジストを用いた場合を例に採り説明したが、これに限定されない。例えば、柱状体３０４ｂを構成する材料として酸化シリコンを用い、絶縁膜３０８として有機シリコン酸化膜を用いてもよい。この場合は、エッチャントとして例えば希フッ酸等を用いることにより選択的に酸化シリコンを除去し得る。
【００７４】
上述したように、本発明のコンタクト構造の製造方法により製造したコンタクト構造は、半導体装置５００及び多層配線６００に好適に利用し得る。
【００７５】
図６（ａ）は、本発明のコンタクト構造の製造方法により製造したコンタクト構造を備えた半導体装置５００の一例を示す図であり、図６（ｂ）は、多層配線６００の一例を示す図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）中、符号５０２は半導体基板であり、５０４は導電層（配線層）であり、５０６はコンタクトプラグであり、５０８は絶縁膜である。
【００７６】
このような半導体装置５００及び多層配線６００は、半導体装置５００及び／又は多層配線６００を備えた電気光学装置に好適に利用し得る。ここでいう、電気光学装置とは、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）装置、液晶表示装置、電気泳動装置等が挙げられる。
【００７７】
図７は、電気光学装置７００（例：有機ＥＬ装置）を含んで構成される各種電子機器の例を示す図である。
【００７８】
図７（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話８３０はアンテナ部８３１、音声出力部８３２、音声入力部８３３、操作部８３４、および本発明の電気光学装置７００を備えている。図７（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ８４０は受像部８４１、操作部８４２、音声入力部８４３、および電気光学装置７００を備えている。図７（Ｃ）はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン９００は電気光学装置７００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に電気光学装置７００を適用し得る。図７（Ｄ）はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン９１０は電気光学装置７００を備えている。
【００７９】
なお、電子機器としてはこれに限定されず、本発明の加工方法（エッチング方法）は、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝広告用ディスプレイ、ＩＣカード、ＰＤＡ等のあらゆる電子機器の製造方法に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明に用いられるインクジェットヘッドの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、補強材の付着断面形状の一例を示す図である
【図３】図３は、第１の実施形態に係るコンタクト構造の製造方法を説明するための図である。
【図４】図４は、柱状体に親液処理を施す工程を説明するための図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係るコンタクト構造の製造方法を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明のコンタクト構造の製造方法により製造したコンタクト構造を備えた半導体装置及び多層配線の一例を示す図である。
【図７】図７は、電気光学装置を含んで構成される各種電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・液体材料、１２・・・液滴、１００・・・インクジェットヘッド、１０２・・・駆動回路、１０４・・・ピエゾ素子、１０６・・・加圧室、１０８・・・リザーバ、１１０・・・ノズル、１１２・・・ヘッド本体、２００・・・基板、３００・・・基板、３０２・・・第１の導電層、３０４ａ・・・柱状体、３０４ｂ・・・柱状体、３０４・・・柱状体、３０６・・・補強材、３０８・・・絶縁膜、３１０・・・第２の導電層、３２０・・・コンタクトホール、３２２・・・コンタクトプラグ、３２４・・・第２の導電層、５００・・・半導体装置、５０２・・・半導体基板、５０４・・・導電層（配線層）、５０６・・・コンタクトプラグ、５０８・・・絶縁膜、６００・・・多層配線、７００・・・電気光学装置、８３０・・・携帯電話、８３１・・・アンテナ部、８３２・・・音声出力部、８３３・・・音声入力部、８３４・・・操作部、８４０・・・ビデオカメラ、８４１・・・受像部、８４２・・・操作部、８４３・・・音声入力部、９００・・・テレビジョン、９１０・・・ロールアップ式テレビジョン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線又は半導体装置等の配線間の電気的接続を図るためのコンタクト構造を形成する技術として、例えば特許文献１に記載の方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、金属層上に金属メッキによりメッキ支柱を形成した後、この金属層及びメッキ支柱上にポリマーをコーティングすることによりコンタクト構造を得る方法が開示されている。また、別な態様として、金属層上にフォトレジストにより支柱を形成した後、この金属層及び支柱上にポリマーをコーティングし、その後、フォトレジストを除去して形成された穴に金属材料を充填することによりコンタクト構造を得る方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１７９１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献記載の方法では、アスペクト比の大きい支柱を用いた場合、スピンコート等の高速条件でポリマーをコーティングすると支柱が倒れてしまい、製品の歩留まりが落ちるといった虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、アスペクト比の大きい支柱を形成する場合であっても、歩留まりよく製造可能で、大量生産に適したコンタクト構造、微細構造体の製造方法、及びコンタクト構造の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、第１の導電層と、前記第１の導電層上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された第２の導電層と、前記絶縁膜の膜厚方向に埋設され、前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する柱状体とを備えたコンタクト構造であって、前記柱状体の根元付近に補強材が付着されてなるコンタクト構造を提供するものである。
【０００７】
これによれば、柱状体の根元付近に補強材を付着し、柱状体を補強しているので、コンタクト構造の製造時においても、スピンコート等の高速条件で膜形成材料を堆積させる場合に、柱状体が傾くことを回避することが可能となる。よって、第１の導電層と第２の導電層との電気的接続をより確実になし得るコンタクト構造を提供し得る。
【０００８】
前記補強材は、前記柱状体と前記第１の導電層との接続部周辺に付着することにより、前記柱状体と前記第１の導電層とを固定するものであってもよい。また、前記第１の導電層が基材上又は基材内に設けられている場合には、前記補強材が、前記基材上の前記柱状体と前記第１の導電層との接続部周辺を含む領域に付着することにより、前記柱状体と前記基材とを固定化するものであってもよい。これにより、第１の導電層と第２の導電層との電気的接続を一層確実にすることが可能となる。
【０００９】
前記補強材は、絶縁材料から構成されていても、導電材料から構成されていてもよい。なお、導電層と柱状体との接続部では、エレクトロマイグレーションによる配線断面積（柱状体の断面積）の減少を伴う発熱・断線が生じ易い。しかし、補強材が導電材料から構成されている場合には、このような発熱・断線を低減し得る。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、微細な柱状体が膜厚方向に埋設された層を備えた微細構造体の製造方法であって、基材上に前記柱状体を形成する工程と、前記柱状体の根元付近に補強材を付着させ、当該柱状体を固定化する工程と、前記柱状体が固定化された基材上に、膜形成材料を堆積させる工程と、を含む微細構造体の製造方法を提供するものである。
【００１１】
これによれば、柱状体の根元付近を補強材により固定化するので、スピンコート等の高速条件で膜形成材料を堆積させる場合に、柱状体が倒れることによる不良品の発生を低減し得る。よって、歩留まりよく微細構造体を大量生産可能となる。このような微細構造体としては、例えば、配線層間の電気的接続を図るためのコンタクト構造を有する半導体装置や多層配線等が挙げられる。
【００１２】
また、補強材を付着する領域は、特に限定するものではなく、補強材が付着される領域は複数の柱状体に跨って広がっていてもよい。また、補強材は（絶縁膜の厚さ方向に）絶縁膜よりも厚く形成されていてもよい。一例を挙げると、例えば、補強材が付着される領域の底面の径が柱状体の径の約３倍以上、好ましくは、３〜６倍であり、また、高さが柱状体の径の約３倍以上、好ましくは３〜６倍である。補強材を付着する領域の大きさが上記下限値以上であると、柱状体をより安定化し得る傾向にある。また、補強材を付着する領域の大きさを上記好ましい範囲とすることで、さらに補強材の量を必要以上に使うことなく、柱状体の安定化を図ることが可能となる。また、補強材は、断面略三角形状、略半円状、略四角形状のいずれの形状になるように付着してもよい。
【００１３】
補強材は、例えば、液滴吐出装置（いわゆるインクジェット装置）により付着することが可能である。これによれば、適切な位置に補強材を付着することが可能となるので、材料の無駄を回避することが可能となる。
【００１４】
本発明の他の態様は、第１の導電層上に微細な柱状体を形成する第１工程と、前記柱状体の根元付近に外方から補強材を付着させ、当該柱状体を固定化する第２工程と、前記柱状体が固定化された第１の導電層上に、当該柱状体の先端部が露出するように絶縁膜を形成する第３工程と、を含むコンタクト構造の製造方法である。
【００１５】
これによれば、柱状体を補強材により固定化するので、柱状体を含む基材上に絶縁膜を形成する場合であっても、柱状体が倒れることによる不良品の発生を低減し得る。また、柱状体の固定化を外方からの補強材の付着により行うので、簡便な工程で固定化し得る。よって、歩留まりよくコンタクト構造を備えた製品を大量生産し得る。
【００１６】
前記柱状体が、導電材料から構成され、前記第３工程の後に、前記柱状体の先端部と接するように第２の導電層を形成する第４工程を含むことが好ましい。これによれば、柱状体を導電材料により形成することで、柱状体に接するように第２の導電層を形成することにより、直接コンタクト構造を形成することができるので、簡便な工程でコンタクト構造を形成し得る。
【００１７】
前記補強材が、前記絶縁材料から構成されることが好ましい。これによれば、補強材を絶縁膜の一部とすることができ、柱状体自体の大きさを変えずに補強し得るので、配線の高密度化が可能となる。
【００１８】
前記補強材が、導電材料から構成されることが好ましい。これによれば、補強材と柱状体が一体化され、柱状体の第１導電層との接触領域が広がるため、電気的接続をより確実にし得るとともに、アライメント精度を緩和することが可能となる。
【００１９】
前記柱状体を形成する工程の後に、前記柱状体の少なくとも根元付近に親液処理を施す第５工程を含むことが好ましい。これによれば、柱状体の根元付近により確実に導電材料を付着させることが可能となる。
【００２０】
前記第５工程が、前記柱状体の少なくとも根元付近に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：Self Assembled Mono Layer）を形成する工程であることが好ましい。これによれば、柱状体に容易に親液処理を施すことが可能となる。
【００２１】
また、親液処理は、例えばＵＶ照射等のレーザ照射により柱状体の表面を粗面化することにより行ってもよい。
【００２２】
前記第３工程の後に、前記柱状体を除去し、形成された空間に導電材料を充填する第６工程と、前記導電材料をパターニングする第７工程と、前記導電材料と接するように第２の導電層を形成する第８工程と、を含むことが好ましい。
【００２３】
これによれば、コンタクトホールを形成するための型としての柱状体とコンタクトホールに充填する材料（コンタクトプラグを形成する材料）を別個に形成するため、柱状体を形成する材料の選択の幅が広がる。また、コンタクトプラグを構成する導電材料及び製造方法も、柱状体を形成し易い材料及び製法に限定されず、電気的接続に適した材料及び製法を利用することが可能となるので、一層の高性能化を図ることが可能となる。
【００２４】
前記柱状体が前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料から構成されており、前記柱状体がエッチングにより除去されることが好ましい。これにより、容易にコンタクトホールを形成することが可能となる。
【００２５】
前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料が、フォトレジストであることが好ましい。これにより、容易にコンタクトホールを形成することが可能となる。
【００２６】
前記補強材が、フォトレジストから構成されることが好ましい。これにより、柱状体の除去時に同時に補強材を除去することができる。また、根元付近が大きなコンタクトプラグが形成されるので、第１の導電層との接続をより確実にすることが可能となるとともに、アライメント精度を緩和し得る。
【００２７】
前記補強材が、前記絶縁材料から構成されることが好ましい。これによれば、補強材を絶縁膜の一部とすることができ、柱状体自体の大きさを変えずに補強し得るので、配線の高密度化が可能となる。
【００２８】
本発明の他の態様は、上記コンタクト構造の製造方法を使用して製造されるコンタクト構造を備える半導体装置である。これによれば、上記コンタクト構造の製造方法を利用し得るので、安価に上記コンタクト構造を有する半導体装置を提供し得る。
【００２９】
本発明の他の態様は、上記コンタクト構造の製造方法を使用して製造されるコンタクト構造を備える多層配線である。これによれば、上記コンタクト構造の製造方法を利用し得るので、安価に上記コンタクト構造を有する多層配線を提供し得る。
【００３０】
本発明の他の態様は、上記半導体装置及び／又は多層配線を備える電子機器である。これによれば、安価に上記半導体装置及び／又は多層配線を備える電子機器を提供し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
本発明は、微細な柱状体が膜厚方向に埋設された層を備えた微細構造体の製造方法であって、基材に柱状体を形成し、この柱状体を有機材料（例：樹脂）又は無機材料（例：酸化シリコン）から構成される層に埋設する際に、柱状体の根元付近を補強材により固定化する工程を含む。したがって、スピンコート等の高速条件で膜形成材料を堆積させる場合に、柱状体が倒れることによる不良品の発生を低減することができ、歩留まりよく微細構造体を大量生産可能となる。
【００３３】
このような微細構造体としては、特に限定するものではないが、例えば、配線層間の電気的接続を図るためのコンタクト構造を有する半導体装置や多層配線等が挙げられる。
【００３４】
補強材の付着方法は、所望の位置に補強材を付与し得る限り特に限定するものではないが、例えば、液滴吐出装置（いわゆるインクジェット装置）により付着することが可能である。これによれば、適切な位置に補強材を付着することが可能となるので、材料の無駄を回避することが可能となる。
【００３５】
図１は、本発明に用いられるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドともいう）１００の構成の一例を示す図である。インクジェットヘッド１００は、液滴吐出方式（いわゆるインクジェット方式）により、補強材を含む液体材料１０から構成される液滴１２を、ノズル１１０から基板２００に向けて吐出させるものである。
【００３６】
インクジェットヘッド１００の本体１１２には、リザーバ１０８及びリザーバ１０８から分岐された複数の加圧室１０６が形成されている。リザーバ１０８は、各加圧室１０６に液体材料１０を供給するための流路になっている。また、ヘッド本体１１２の底面には、吐出面を構成するノズルプレートが装着され、ノズルプレートには液体材料１０を吐出する複数のノズル１１０が各加圧室１０６に対応して開口されている。ピエゾ素子１０４は、水晶等の圧電材料を一対の電極（図示略）で挟持したものであり、その一対の電極は、駆動回路１０２に接続されている。
【００３７】
ここで、駆動回路１０２からピエゾ素子１０４に電圧を印加すると、ピエゾ素子１０４が膨張変形又は収縮変形する。ピエゾ素子１０４が収縮変形すると、加圧室１０６の圧力が低下してリザーバ１０８から加圧室１０６に液体材料１０が流入する一方、ピエゾ素子１０４が膨張変形すると、加圧室１０６の圧力が増加してノズル１１０から液体材料１０が吐出される。
【００３８】
なお、本例では、インクジェットヘッド１００の駆動方式としてピエゾ素子１０４を用いる場合について説明したが、これに限らず、静電駆動方式、サーマルインクジェット方式等を用いてもよい。
【００３９】
また、補強材を付着する領域の大きさは、特に限定するものではなく、絶縁膜形成時において柱状体を支え得るよう固定し得る大きさであればよい。したがって、補強材を付着する領域の大きさは、柱状体のアスペクト比、絶縁膜の形成条件、柱状体と補強材との密着性、基板と補強材との密着性等によって適宜変更される。参考までに一例を挙げると、例えば、補強材が付着される領域の底面の径が柱状体の径の約３倍以上、好ましくは、３〜６であり、また、高さが柱状体の径の約３倍以上、好ましくは３〜６倍である。補強材を付着する領域の大きさが上記下限値以上であると、柱状体をより安定化し得る傾向にある。また、補強材を付着する領域の大きさを上記好ましい範囲とすることで、さらに補強材の量を必要以上に使うことなく、柱状体の安定化を図ることが可能となる。
【００４０】
また、補強材の付着断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば略三角形状、略半円状、略四角形状のいずれの形状になるように付着してもよい。また、複数の柱状体が近接する場合には、隣接する柱状体の補強材は連なって形成されていてもよい。図２に、補強材の付着断面形状の一例を示す。図２中、符号３０４は柱状体であり、３０６は補強材である。
【００４１】
以下、本発明について、このようなインクジェットヘッド１００を用いて、コンタクト構造を形成する方法を例に採り説明する。
【００４２】
（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態に係るコンタクト構造の製造方法を説明するための図である。
図３（ａ）に示すように、基材としての基板３００（例：Ｓｉ基板）に形成された例えばタングステン等からなる第１の導電層３０２上に、導電材料からなる微細な柱状体３０４ａを形成する。
【００４３】
具体的には、第１の導電層３０２上に、図示しないメッキシード層（例：銅薄膜）をスパッタリング又は蒸着等により形成し、その上にフォトレジスト層を形成する。その後、柱状体を形成する所望の位置に凹部が形成されるよう露光・現像を行うことによりレジストパターンを形成する。凹部内に露出したメッキシード層上に例えば硫酸銅溶液等を用いてメッキし、Ｃｕを堆積することで柱状体３０４ａが得られる。
【００４４】
なお、柱状体３０４ａの形成方法は、これに限らず、例えば、予めスパッタリング又は蒸着等により金属等の導電材料からなる層を形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングし、エッチングすることにより柱状体３０４ａを形成してもよい。また、スクリーン印刷等を利用して金属（例：Ａｕ）等の導電ペーストを印刷し、焼成することにより柱状体３０４ａを形成してもよい。
【００４５】
図３（ｂ）に示すように、柱状体３０４ａの根元付近に上述のインクジェットヘッド１００を用いて補強材３０６を付着させ、柱状体３０４ａを固定化させる。
【００４６】
補強材３０６は、柱状体３０４ａの根元付近、特に柱状体３０４ａと第１の導電層３０２との接合部の周囲を固定化し得るように供与する。
【００４７】
補強材３０６としては、例えば、絶縁材料、特に、後の工程で柱状体３０４ａの周囲に堆積される絶縁膜３０８と同種の材料を用いてもよい。これによれば、補強材３０６を絶縁膜３０８の一部とすることができ、柱状体自体の大きさを変えずに補強し得るので、配線の高密度化が可能となる。また、導電材料、特に柱状体３０４ａを構成する導電材料と同種の材料を用いてもよい。これによれば、柱状体３０４ａと第１導電層との接触領域が広がるため、電気的接続をより確実にし得るとともに、柱状体３０４ａと第１導電層とのアライメント精度を緩和することが可能となる。
【００４８】
また、補強材３０６を分散又は溶解させる液体としては、特に限定するものではなく、水、アルコール等の有機溶媒等のいかなる液体であってもよい。具体的には、分散質又は溶質としての補強材３０６の種類、乾燥条件、塗布方法等によって適宜選択される。例えば、補強材３０６として低温焼成ポリシラザンを用いる場合には、液体としてキシレンもしくはジブチルエーテルを用いることができる。
【００４９】
補強材３０６を含む液滴を所望の位置に付着させた後、液滴を乾燥させ、柱状体３０４ａを固定化する。この際、必要に応じて焼成を行ってもよい。一例を挙げると、補強材３０６として低温焼成ポリシラザンを用いた場合、例えば３００〜４５０℃で３０〜１２０分間焼成させる。
【００５０】
図３（ｃ）に示すように、柱状体３０４ａの先端部が露出するように、基板３００上に絶縁膜３０８を形成する。
【００５１】
具体的には、絶縁性のポリマー材料又は酸化シリコン等の絶縁材料（膜形成材料）をスピンコート等により柱状体３０４ａを含む基板３００の略全面に堆積させ、その後、エッチングバック又は化学機械研磨等により柱状体３０４ａの先端部が露出するように絶縁膜３０８を除去する。
【００５２】
図３（ｄ）に示すように、柱状体３０４ａの先端部に接するように第２の導電層３１０を形成する。第２の導電層３１０は、第１の導電層３０２と同様に形成し得る。
【００５３】
第１の実施形態によれば、柱状体３０４ａを補強材３０６により固定化するので、柱状体３０４ａを含む基板３００上に絶縁膜３０８を形成する場合であっても、柱状体３０４ａが倒れることによる不良品の発生を低減し得る。また、柱状体３０４ａの固定化を外方からの補強材３０６の付着により行うので、簡便な工程で固定化を行える。よって、歩留まりよくしかも簡便な工程でコンタクト構造を備えた製品を生産し得るので、大量生産にも好適である。
【００５４】
（変形例）
液体材料（補強材３０６）の付着性をさらに向上させるため、柱状体３０４ａに親液処理を施してもよい。
【００５５】
以下、図４を参照しながら具体的に説明する。図４は、柱状体に親液処理を施す工程を説明するための図である。
【００５６】
上記図３（ａ）に示す工程の後に、図４（ａ）に示すように、柱状体３０４ａ及び第１の導電層３０２を含む基板３００上に自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：Self Assembled Mono Layer）４００を形成する。
【００５７】
具体的には、例えば、Ａｕ等の導電材料から構成される柱状体３０４ａを含む基板３００を、チオール類（例：オクタチオール又はオクタデカンチオール等）等のＳＡＭ４００を構成し得る材料を含む溶液中に浸漬させる。この際、溶液の濃度及び浸漬時間は特に限定するものではなく、形成したいＳＡＭ４００の密度等に応じて適宜選択される。その後、乾燥させることにより、柱状体３０４ａを含む基板３００上にＳＡＭ４００を形成し得る。
【００５８】
次に、図４（ｂ）に示すように、指向性の高いＵＶ光を基板３００と垂直に照射する。これにより、柱状体３０４ａの側面を除き、ＳＡＭ４００を選択的に除去し得る。
【００５９】
その後、上記図３（ｂ）以降に示す工程と同様の工程により、コンタクト構造を得ることが可能となる。
【００６０】
このように、ＳＡＭ４００を形成することで、補強材３０６をより選択的かつ強固に柱状体３０４ａに付着させることが可能となる。
【００６１】
なお、本変形例では、ＳＡＭ膜を形成することで、柱状体３０４ａの親液性を高めたが、親液処理は、これに限定されず、例えばＵＶ照射等のレーザ照射により柱状体の表面を粗面化することにより行ってもよい。
【００６２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、柱状体３０４ａをコンタクトプラグとなる導電材料で構成した場合について説明した。これに対し、第２の実施形態では、柱状体３０４ａとしてフォトレジスト等の除去可能な材料で構成する場合について説明する。
【００６３】
図５は、第２の実施形態に係るコンタクト構造の製造方法を説明するための図である。
図５（ａ）に示すように、基板３００に形成された第１の導電層３０２上に、後に形成する絶縁膜３０８とエッチングレートの異なる材料から構成される柱状体３０４ｂを形成する。
【００６４】
絶縁膜３０８とエッチングレートの異なる材料としては、特に限定するものではなく、例えばフォトレジストが用いられる。以下、絶縁膜３０８とエッチングレートの異なる材料として、フォトレジストを用いた場合を例に採り説明する。
【００６５】
まず、第１の導電層３０２を含む基板３００の略全面にフォトレジストを形成し、露光・現像することで、所望の位置にフォトレジストからなる柱状体３０４ｂを形成する。
【００６６】
次に、図５（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１００を用いて、柱状体３０４ｂの根元付近に補強材３０６を付着させ、柱状体３０４を固定化する。
【００６７】
ここで、補強材３０６としては、柱状体３０４ｂを構成した材料と同じ材料（ここでは、フォトレジスト）から構成されることが好ましい。これにより、後の工程で柱状体３０４ｂを除去する際に同時に補強材３０６を除去することができる。また、これにより、根元付近が大きなコンタクトプラグが形成されるので、第１の導電層３０２との接続をより確実にすることが可能となるとともに、アライメント精度を緩和し得る。また、補強材３０６は、上記に限らず、例えば、絶縁材料、特に絶縁膜３０８と同種の材料から構成されていてもよい。これによれば、補強材３０６を絶縁膜３０８の一部とすることができ、柱状体自体の大きさを変えずに補強し得るので、配線の高密度化が可能となる。
【００６８】
図５（ｃ）に示すように、柱状体３０４ｂの先端部が露出するように、基板３００上に絶縁膜３０８を形成する。
【００６９】
具体的には、絶縁性のポリマー材料又は酸化シリコン等の絶縁材料（膜形成材料）をスピンコート等により柱状体３０４ｂを含む基板３００の略全面に堆積させ、その後、エッチングバック又は化学機械研磨等により柱状体３０４ｂの先端部が露出するように絶縁膜３０８を除去する。なお、絶縁材料は、柱状体３０４ｂを構成する材料とのエッチングレートが大きいもの（例えば、エッチングレートが１００〜１０００倍）を使用する。
【００７０】
図５（ｄ）に示すように、柱状体３０４ｂを例えばドライエッチング法等により除去する。これにより、コンタクトホール（空間）３２０が形成される。
【００７１】
その後、図５（ｅ）に示すように、コンタクトホール３２０を含む基板３００の略全面に、Ｃｕ、Ａｕ、Ｗ等の導電材料を堆積し、パターニングすることにより、コンタクトプラグ３２２及び第２の導電層３２４を得ることができる。
【００７２】
第２の実施形態によれば、コンタクトホール３２０を形成するための型として柱状体３０４ｂを利用しており、コンタクトプラグ３２２を形成する材料とは別個にしているため、柱状体３０４ｂを形成する材料の選択の幅が広がる。また、コンタクトプラグ３２２を構成する導電材料及び製造方法も、柱状体を形成し易い材料及び製法に限定されず、電気的接続に適した材料及び製法を利用することが可能となるので、一層の高性能化を図ることが可能となる。
【００７３】
なお、上記例では、柱状体３０４ｂとしてフォトレジストを用いた場合を例に採り説明したが、これに限定されない。例えば、柱状体３０４ｂを構成する材料として酸化シリコンを用い、絶縁膜３０８として有機シリコン酸化膜を用いてもよい。この場合は、エッチャントとして例えば希フッ酸等を用いることにより選択的に酸化シリコンを除去し得る。
【００７４】
上述したように、本発明のコンタクト構造の製造方法により製造したコンタクト構造は、半導体装置５００及び多層配線６００に好適に利用し得る。
【００７５】
図６（ａ）は、本発明のコンタクト構造の製造方法により製造したコンタクト構造を備えた半導体装置５００の一例を示す図であり、図６（ｂ）は、多層配線６００の一例を示す図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）中、符号５０２は半導体基板であり、５０４は導電層（配線層）であり、５０６はコンタクトプラグであり、５０８は絶縁膜である。
【００７６】
このような半導体装置５００及び多層配線６００は、半導体装置５００及び／又は多層配線６００を備えた電気光学装置に好適に利用し得る。ここでいう、電気光学装置とは、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）装置、液晶表示装置、電気泳動装置等が挙げられる。
【００７７】
図７は、電気光学装置７００（例：有機ＥＬ装置）を含んで構成される各種電子機器の例を示す図である。
【００７８】
図７（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話８３０はアンテナ部８３１、音声出力部８３２、音声入力部８３３、操作部８３４、および本発明の電気光学装置７００を備えている。図７（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ８４０は受像部８４１、操作部８４２、音声入力部８４３、および電気光学装置７００を備えている。図７（Ｃ）はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン９００は電気光学装置７００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に電気光学装置７００を適用し得る。図７（Ｄ）はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン９１０は電気光学装置７００を備えている。
【００７９】
なお、電子機器としてはこれに限定されず、本発明の加工方法（エッチング方法）は、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝広告用ディスプレイ、ＩＣカード、ＰＤＡ等のあらゆる電子機器の製造方法に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明に用いられるインクジェットヘッドの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、補強材の付着断面形状の一例を示す図である
【図３】図３は、第１の実施形態に係るコンタクト構造の製造方法を説明するための図である。
【図４】図４は、柱状体に親液処理を施す工程を説明するための図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係るコンタクト構造の製造方法を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明のコンタクト構造の製造方法により製造したコンタクト構造を備えた半導体装置及び多層配線の一例を示す図である。
【図７】図７は、電気光学装置を含んで構成される各種電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・液体材料、１２・・・液滴、１００・・・インクジェットヘッド、１０２・・・駆動回路、１０４・・・ピエゾ素子、１０６・・・加圧室、１０８・・・リザーバ、１１０・・・ノズル、１１２・・・ヘッド本体、２００・・・基板、３００・・・基板、３０２・・・第１の導電層、３０４ａ・・・柱状体、３０４ｂ・・・柱状体、３０４・・・柱状体、３０６・・・補強材、３０８・・・絶縁膜、３１０・・・第２の導電層、３２０・・・コンタクトホール、３２２・・・コンタクトプラグ、３２４・・・第２の導電層、５００・・・半導体装置、５０２・・・半導体基板、５０４・・・導電層（配線層）、５０６・・・コンタクトプラグ、５０８・・・絶縁膜、６００・・・多層配線、７００・・・電気光学装置、８３０・・・携帯電話、８３１・・・アンテナ部、８３２・・・音声出力部、８３３・・・音声入力部、８３４・・・操作部、８４０・・・ビデオカメラ、８４１・・・受像部、８４２・・・操作部、８４３・・・音声入力部、９００・・・テレビジョン、９１０・・・ロールアップ式テレビジョン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電層と、前記第１の導電層上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された第２の導電層と、前記絶縁膜の膜厚方向に埋設され、前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する柱状体とを備えたコンタクト構造であって、
前記柱状体の根元付近に補強材が付着されてなることを特徴とするコンタクト構造。
【請求項２】
前記補強材が、前記柱状体と前記第１の導電層との接続部周辺に付着することにより、前記柱状体と前記第１の導電層とを固定するものである、請求項１に記載のコンタクト構造。
【請求項３】
前記第１の導電層が基材上又は基材内に設けられており、前記補強材が、前記基材上の前記柱状体と前記第１の導電層との接続部周辺を含む領域に付着することにより、前記柱状体と前記基材とを固定化するものである、請求項１に記載のコンタクト構造。
【請求項４】
前記補強材が絶縁材料から構成されてなる、請求項１〜３のいずれかに記載のコンタクト構造。
【請求項５】
前記補強材が導電材料から構成されてなる、請求項１〜３のいずれかに記載のコンタクト構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のコンタクト構造を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
微細な柱状体が膜厚方向に埋設された層を備えた微細構造体の製造方法であって、
基材上に前記柱状体を形成する工程と、
前記柱状体の根元付近に補強材を付着させ、当該柱状体を固定化する工程と、
前記柱状体が固定化された基材上に、膜形成材料を堆積させる工程と、
を含むことを特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項９】
第１の導電層上に微細な柱状体を形成する第１工程と、
前記柱状体の根元付近に外方から補強材を付着させ、当該柱状体を固定化する第２工程と、
前記柱状体が固定化された第１の導電層上に、当該柱状体の先端部が露出するように絶縁膜を形成する第３工程と、
を含むことを特徴とするコンタクト構造の製造方法。
【請求項１０】
前記柱状体を形成する工程の後に、前記柱状体の少なくとも根元付近に親液処理を施す第５工程を含む、請求項８又は請求項９に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１１】
前記第５工程が、前記柱状体の少なくとも根元付近に自己組織化単分子膜を形成する工程である、請求項１０に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１２】
前記第３工程の後に、
前記柱状体を除去し、形成された空間に導電材料を充填する第６工程と、
前記導電材料をパターニングする第７工程と、
前記導電材料と接するように第２の導電層を形成する第８工程と、
を含む、請求項９に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１３】
前記柱状体が前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料から構成されており、前記柱状体がエッチングにより除去される、請求項１２に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料が、フォトレジストである、請求項１３に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１５】
前記補強材が、フォトレジストから構成される、請求項１４に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１６】
前記補強材が、前記絶縁材料から構成される、請求項１４に記載のコンタクト構造の製造方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１の導電層と、
前記第１の導電層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された第２の導電層と、
前記絶縁膜の膜厚方向に埋設され、前記第１の導電層と前記第２の導電層とを導通する柱状体と、を有し、
前記柱状体と前記第１の導電層との接続部分において前記柱状体の少なくとも一部と前記第１の導電層との少なくとも一部とを覆う補強材が形成されていることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の多層配線基板において、
前記補強材が、前記第１の導電層上の前記柱状体との接続部に選択的に形成されていることを特徴とする多層配線基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多層配線基板において、
前記補強材は絶縁材料を含有することを特徴とする多層配線基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の多層配線基板において、
前記補強材は導電材料を含有することを特徴とする多層配線基板。
【請求項５】
請求項４に記載の多層配線基板を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
基材上に前記柱状体を形成する工程と、
前記基材の少なくとも一部と前記柱状体の少なくとも一部とを覆う補強材を形成する工程と、
前記柱状体及び前記補強材が形成された基材上に、絶縁膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記補強材は該補強材を含む液体材料を液滴吐出ヘッドから吐出して形成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記柱状体を形成する工程の後に、前記柱状体の少なくとも一部を覆う領域に前記液体材料に対して親液処理を施す工程を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記親液処理を施す工程は、前記柱状体の少なくとも一部を覆う領域に自己組織化単分子膜を形成する工程であることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法において、
前記絶縁膜を形成する工程の後に、
前記柱状体を除去し、前記柱状体の形成されていた空間に導電材料を充填する工程を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記柱状体が前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料から構成されていることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項７乃至１２のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電気光学装置の製造方法を用いることを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１】
第１の導電層と、前記第１の導電層上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された第２の導電層と、前記絶縁膜の膜厚方向に埋設され、前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する柱状体とを備えたコンタクト構造であって、
前記柱状体の根元付近に補強材が付着されてなることを特徴とするコンタクト構造。
【請求項２】
前記補強材が、前記柱状体と前記第１の導電層との接続部周辺に付着することにより、前記柱状体と前記第１の導電層とを固定するものである、請求項１に記載のコンタクト構造。
【請求項３】
前記第１の導電層が基材上又は基材内に設けられており、前記補強材が、前記基材上の前記柱状体と前記第１の導電層との接続部周辺を含む領域に付着することにより、前記柱状体と前記基材とを固定化するものである、請求項１に記載のコンタクト構造。
【請求項４】
前記補強材が絶縁材料から構成されてなる、請求項１〜３のいずれかに記載のコンタクト構造。
【請求項５】
前記補強材が導電材料から構成されてなる、請求項１〜３のいずれかに記載のコンタクト構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のコンタクト構造を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
微細な柱状体が膜厚方向に埋設された層を備えた微細構造体の製造方法であって、
基材上に前記柱状体を形成する工程と、
前記柱状体の根元付近に補強材を付着させ、当該柱状体を固定化する工程と、
前記柱状体が固定化された基材上に、膜形成材料を堆積させる工程と、
を含むことを特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項９】
第１の導電層上に微細な柱状体を形成する第１工程と、
前記柱状体の根元付近に外方から補強材を付着させ、当該柱状体を固定化する第２工程と、
前記柱状体が固定化された第１の導電層上に、当該柱状体の先端部が露出するように絶縁膜を形成する第３工程と、
を含むことを特徴とするコンタクト構造の製造方法。
【請求項１０】
前記柱状体を形成する工程の後に、前記柱状体の少なくとも根元付近に親液処理を施す第５工程を含む、請求項８又は請求項９に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１１】
前記第５工程が、前記柱状体の少なくとも根元付近に自己組織化単分子膜を形成する工程である、請求項１０に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１２】
前記第３工程の後に、
前記柱状体を除去し、形成された空間に導電材料を充填する第６工程と、
前記導電材料をパターニングする第７工程と、
前記導電材料と接するように第２の導電層を形成する第８工程と、
を含む、請求項９に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１３】
前記柱状体が前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料から構成されており、前記柱状体がエッチングにより除去される、請求項１２に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料が、フォトレジストである、請求項１３に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１５】
前記補強材が、フォトレジストから構成される、請求項１４に記載のコンタクト構造の製造方法。
【請求項１６】
前記補強材が、前記絶縁材料から構成される、請求項１４に記載のコンタクト構造の製造方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１の導電層と、
前記第１の導電層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された第２の導電層と、
前記絶縁膜の膜厚方向に埋設され、前記第１の導電層と前記第２の導電層とを導通する柱状体と、を有し、
前記柱状体と前記第１の導電層との接続部分において前記柱状体の少なくとも一部と前記第１の導電層との少なくとも一部とを覆う補強材が形成されていることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の多層配線基板において、
前記補強材が、前記第１の導電層上の前記柱状体との接続部に選択的に形成されていることを特徴とする多層配線基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多層配線基板において、
前記補強材は絶縁材料を含有することを特徴とする多層配線基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の多層配線基板において、
前記補強材は導電材料を含有することを特徴とする多層配線基板。
【請求項５】
請求項４に記載の多層配線基板を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
基材上に前記柱状体を形成する工程と、
前記基材の少なくとも一部と前記柱状体の少なくとも一部とを覆う補強材を形成する工程と、
前記柱状体及び前記補強材が形成された基材上に、絶縁膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記補強材は該補強材を含む液体材料を液滴吐出ヘッドから吐出して形成することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記柱状体を形成する工程の後に、前記柱状体の少なくとも一部を覆う領域に前記液体材料に対して親液処理を施す工程を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記親液処理を施す工程は、前記柱状体の少なくとも一部を覆う領域に自己組織化単分子膜を形成する工程であることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法において、
前記絶縁膜を形成する工程の後に、
前記柱状体を除去し、前記柱状体の形成されていた空間に導電材料を充填する工程を含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の多層配線基板の製造方法において、
前記柱状体が前記絶縁膜とエッチングレートの異なる材料から構成されていることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項７乃至１２のいずれかに記載の多層配線基板の製造方法を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電気光学装置の製造方法を用いることを特徴とする電子機器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−７３６１０（Ｐ２００６−７３６１０Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５２３２６（Ｐ２００４−２５２３２６）
【出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]